ingeniero

1.1 INTRODUCCION
El estudio de la termodinámica, como el caso de un viaje, debe tener un punto de partida.
Se supone que el lector ha estudiado ya los cursos de cálculo, física, química y mecánica
de los primeros años de universidad. Este capítulo tiene por objeto servir de fundamento
a los capítulos siguientes. El estudiante debe tener un conocimiento bien claro de los principios,
conceptosbásicos y definiciones que se presentan en este capítulo antes de pasar a otro.
Después de exponer las leyes y el lenguaje básicos, y los métodos para manipular sustancias
termodinámicamente diferentes, se pasará a los capítulos de aplicación. Estos proporcionan
no solamente una visión más amplia de la materia, sino que son también una introducción
a aplicaciones especializadas. La mayorparte de los estudiantes hallarán personal interés
en ciertas aplicaciones. Excepto en algunos casos, los símbolos y abreviaturas vienen aplicados
en la tabla general respectiva.
1.2 SUSTANCIA OPERANTE O DE TRABAJO
Los motores efectúan trabajo (como en los automóviles) y los refrigeradores producen
enfriamiento (para uso doméstico, por ejemplo) debido a que ocurren determinados efectos
en unasustancia contenida en ellos, generalmente un fluido, en la que puede ser almacenada
energía o de la que se puede extraer ésta. Un fluido es una sustancia que existe, o
que se considera que existe, como un medio continuo caracterizado por una baja resistencia
a fluir y la tendencia a asumir la forma de su recipiente. Ejemplos de fluidos operantes
son: vapor (de agua) en una turbina de vapor,aire en un compresor de aire, mezcla de
aire y combustible en un motor de combustión interna yagua (líquida) en una turbina
hidráulica. Usaremos aquí la palabra sustancia para designar algo constituido por moléculas,
pero algunas veces se considerarán átomos (como en los sistemas reaccionantes o reactivos). De
manera que no se referirá a una radiación, a electrones o a otras partículassubatómicas,
a menos que se las incluya específicamente.
También se considerará una sustancia como pura o simple. Una sustancia pura es la
que es homogénea en composición, y homogénea e invariable en agregación química. Por
ejemplo, si el agua existe como sólido, líquido o vapor, o como una mezcla de éstos, será
una sustancia pura. Por otra parte, si se tiene aire en forma de una mezcla de líquido
yvapor, entonces no se considerará como una sustancia pura, puesto que el líquido es
más rico en nitrógeno que el vapor.
1
2 Principios, conceptos básicos y definiciones
Una sustancia simple es aquella cuyo estado se define por dos propiedades termodinámicas
intensivas que varían independientemente; véase en el § 1.5 la descripción de las propiedades
y el estado de una sustancia. El postulado(o principio) del estado, § 3.2, pondrá
de manifiesto que una sustancia simple tendrá solamente un modo relevante de trabajo
reversible.
1.3 EL SISTEMA
Un sistema es aquella porción del universo: un átomo, una galaxia, una determinada
cantidad de materia o un cierto volumen en el espacio, la cual se desea estudiar. * Es una
región encerrada por una frontera espec(fica (que puede serimaginaria) fija o móvil. Un
sistema termodinámico es así una región configurada en el espacio y de la que se desean
estudiar las transformaciones de energía que ocurren dentro de sus límites, y el paso -si
ocurre- de energía o materia, o de ambas, a través de la frontera, ya sea hacia afuera o
hacia adentro de ésta. La región que rodea totalmente a un sistema se llama su alrededor
o mediocircundante. Este medio exterior contendrá sistemas, algunos de los cuales pueden
afectar al sistema particular en estudio, tales como una fuente de calor. El cuerpo libre
de la mecánica analítica es un sistema para el cual el modo de análisis está basado en las
leyes de movimiento de Newton. En termodinámica, el modo principal de análisis se basa
en el balance de masa y energía del sistema analizado....